Астрономи, що використовують передові можливості космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) і телескопа Subaru, зробили революційне відкриття, виявивши зв’язок між недавно ідентифікованими галактиками JWST-ERO і відомими активними пиловими галактиками BluDOG. Опубліковане в Astrophysical Journal Letters, це дослідження показує, що ці галактики разом із галактиками типу “хот-дог” означають різні фази процесу злиття двох великих багатих газом галактик, що містять надмасивні чорні діри.
JWST – ERO (надзвичайно червоні об’єкти) – унікальні знахідки телескопа Джеймса Вебба. Це компактні системи, що демонструють дуже червоне забарвлення в оптичному та ближньому інфрачервоному діапазонах довжин хвиль, але здаються синіми в ультрафіолетовому спектрі, що спостерігаються при червоних зміщеннях між 5-9. Їх характеристики кидають виклик розумінню за допомогою моделі популяції однієї галактики або квазара, пропонуючи замість цього двокомпонентну модель, що включає сильно і розріджено запилені галактики і квазари, а також активне ядро.
Астрономи під керівництвом Акатокі Ноборігучі з Університету Сінсю порівняли дані телескопів Джеймса Вебба і Subaru. Вони вивчили вибірку, що включає 37 об’єктів JWST-ERO з червоними зміщеннями z=5-9, 20 галактик, схожих за кольором на JWST-ERO з активними ядрами, і 8 систем BluDOG (блакитні галактики з надлишком пилу) при z=2,2-3,3.
BluDOG, що спостерігаються при червоних зміщеннях z = 2-3, є типом активних галактик, затемнених пилом (DOG), що переживають перехідну фазу. Ця фаза характеризується утворенням зірок в умовах запиленості та активним ядром, оточеним пиловим тором, після великого злиття багатих газом галактик. Їх примітною характеристикою є надлишок синього кольору в оптичному діапазоні.
Дослідницька група виявила значну схожість у спектральному розподілі енергії між галактиками BluDOG та JWST-ERO. Надмасивні чорні діри в ядрі BluDOGs мають маси від 10^8 до 10^9 мас Сонця, що на порядок більше, ніж у деяких JWST-EROs. Коефіцієнт Еддінгтона для BluDOGs дорівнює 1 або більше, тоді як для JWST-ERO він коливається від 0,1 до 1, що вказує на те, що галактики JWST-ERO можуть бути менш масивними, менш активними, але більш поширеними аналогами BluDOGs при більш високих червоних зміщеннях.
Вчені пропонують об’єднуючу модель для трьох популяцій пилових активних галактик: JWST-ERO, DOG і HotDog. Вони припускають, що вони являють собою різні стадії злиття двох великих багатих газом галактик, що відрізняються рівнем активності, запиленістю і масою центральної чорної діри.
Цей процес злиття викликає інтенсивне утворення зірок, спочатку сильно приховане пилом. Приплив газу до чорної діри може призвести до сплеску активності ядра, все ще прихованого пилом. У міру того, як чорна діра стає більш активною, частина пилу викидається, відкриваючи надлишок синього кольору. Зрештою, значна частина пилу віддаляється від ядра, відкриваючи незатемнений квазар.
Це дослідження не тільки проливає світло на складні еволюційні шляхи галактик, але й підкреслює неоціненну роль телескопів наступного покоління, таких як JWST, у розгадуванні таємниць Всесвіту.